На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах , где — давление газа, — абсолютная температура газа. Количество вещества газа постоянно.
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие процессы на графике.
- Газ за цикл совершает отрицательную работу.
- В процессе AB газ получает положительное количество теплоты.
- В процессе BC внутренняя энергия газа остаётся неизменной.
- В процессе CD над газом совершают работу внешние силы.
- В процессе DA газ изотермически расширяется.
Решение:
1) Неверно
Процессы и идут при постоянном объеме, следовательно, являются изохорными. На участке () газ изотермически расширяется (совершает работу), а на участке () изотермически сжимается. Поскольку расширение при изотерме происходит при более высокой температуре (), то работа расширения будет больше работы сжатия. Следовательно, суммарная работа газа за цикл положительна.
2) Верно
В процессе температура газа растет, следовательно, увеличивается его внутренняя энергия. Процесс является изохорным, поэтому работа равна нулю. По первому началу термодинамики , так как и , и , то полученное количество теплоты .
3) Верно
Процесс представляет собой изотерму (), а внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры. Следовательно, внутренняя энергия не изменяется.
4) Неверно
В процессе объем не изменяется, поэтому работа равна нулю.
5) Неверно
В процессе температура постоянна (), процесс изотермический. При этом давление увеличивается (идем от точки D к точке A), значит, объём газа должен уменьшаться (изотермическое сжатие), а не расширяться.